VIRTUALAB: Sistemi Avanzati di Meccatronica Biomedicale di Diagnosi e Terapia Medica basati su Realtà Virtuale e Aumentata, Microelettronica, e su Laboratori robotizzati ad elevato throughput.

Sintesi del progetto di formazione

Preparare risorse umane pronte ad affrontare nuove dinamiche del mercato biomedicale globale, notevolmente influenzate dai progressi delle biotecnologie e al tempo stesso condizionate dalla presenza di multinazionali, appare sempre più come una necessità soprattutto per le regioni del Mezzogiorno in cui il settore sanitario ha una rilevanza fondamentale nell’ambito della spesa pubblica e determina quindi un bisogno di innovazione abile a garantire da un lato offerta tecnologica avanzata in loco e dall’altro servizi sempre più efficienti in termini di qualità e tempistica per una complessiva migliore razionalità della spesa stessa. Il corso, nei contenuti e nelle modalità previste, sviluppando le singole potenzialità dei partecipanti all'interno di gruppi di lavoro in un contesto dinamico-innovativo abituandoli al quotidiano confronto tra mondo della ricerca e dell'impresa,si prefigge di mettere i discenti nella condizione di introdurre nel settore della diagnostica strumentale e delle biotecnologie un nuovo approccio basato su:

• l’abilità di percezione, lettura ed interpretazione in chiave economico-finanziaria dei mutamenti che avvengono nei contesti d’azione,

• la capacità di progettare interventi tecnologici idonei,

• l’abilità di favorire e realizzare processi di decision making adeguati agli scenari costantemente in evoluzione,

• la competenza di gestione finanziaria e di governo economico delle soluzioni tecnologiche individuate, consentendo in tal modo di migliorare il posizionamento competitivo delle realtà produttive locali ad oggi presenti fornendo così al territorio anche opportunità per nuove iniziative imprenditoriali indotte in un contesto estremamente variabile.

L’obiettivo del progetto di formazione collegato al progetto VIRTUALAB è quello di formare le seguenti figure professionali:

. Bio-Ingegnere del virtual bioimaging – 5 unità

. Specialist per Diagnostica medica avanzata – 5 unità

Questo corso di formazione nasce dall'esigenza di far incontrare tre settori che fino ad oggi, almeno a livello locale, hanno avuto grosse difficoltà di interazione: la ricerca biomedica, l’impresa e l'economia locale.

Alla luce delle problematiche correlate alla Diagnostica per Bioimaging ed a quella analiticostrumentale avanzata assumono pertanto un significato fondamentale le figure professionali proposte, che dovranno essere in grado di:

·percepire tempestivamente,

·conoscere-inquadrare in schemi coerenti,

·affrontare, con il supporto delle idonee competenze manageriali e delle conoscenze scientifiche e tecnologiche di settore, i diversi fenomeni di mercato in campo biomedicale, che si manifestano sempre più con ritmi accelerati grazie al progresso scientifico.

Il progetto di ricerca VIRTUALAB si propone lo scopo di studiare, realizzare e validare tecniche diagnostiche e terapeutiche avanzate nel campo della medicina attingendo ad una base di conoscenza, o insieme di tecnologie abilitanti, come la meccatronica, l’elaborazione delle immagini e dei segnali biomedici e fisiopatologici, la realtà virtuale, la robotica, la microelettronica, la sensoristica e il software. L’integrazione delle tecnologie meccatroniche con i risultati delle conoscenze biomediche più avanzate consente di facilitare un importante fattore di sviluppo dell’industria meccatronica verso nuove applicazioni. La crisi di alcuni comparti industriali, fra i quali quello automobilistico, ha infatti accentuato la necessità dell’industria meccatronica di individuare nuove e più avanzate frontiere dove far convergere e fruttare il patrimonio di tecnologie accumulato in questi anni. D’altro canto una gran messe di esigenze individuate dal comparto biomedico fatica a trovare piena rispondenza in assenza di un uso integrato delle tecnologie più avanzate. Le tecniche indagate avranno quindi diretta applicazione in due principali aree della diagnostica e terapia medica:

1) Diagnostica per immagini 3D e 4D nell’assistenza di interventi diagnostici e terapeutici percutanei mini invasivi (torace, addome, encefalo, sistema osseo, colonna vertebrale), con la realizzazione di:

a) un sistema di navigazione 3D e 4D basato sulla fusione di immagini e realtà virtuale, idoneo, inoltre, alla neuro-navigazione assistita da posizionatore robotizzato;

b) matrici di microelettrodi per la raccolta di dati neurofisiologici e/o neuro-fisiopatologici per la diagnosi e la “guida” in tempo reale in aree prescelte, associata a un microdiffusore di soluzioni terapeutiche o diagnostiche, assistito da neuro-navigatore 4D (vedi punto a).

2) Diagnostica biomolecolare ad elevato throughput basata su acidi nucleici, drug discovery su base proteomica, ed estrazione automatizzata del DNA, con la realizzazione di:

a) Workstation high throughput (HTS) ad elevata autonomia per drug discovery e diagnostica DNA;

b) Workstation integrata HTS ad elevata autonomia per estrazione e amplificazione real time del DNA per fini diagnostici, con possibilità di essere specializzata in modalità real time per la diagnosi intra operatoria di linfonodi sentinella.

In particolare l’obiettivo del progetto VIRTUALAB è volto alla identificazione e implementazione di soluzioni strumentali hi-tech che puntano sia a migliorare notevolmente la prassi interventistica mini invasiva, sia a velocizzare tecniche di diagnostica biomolecolare particolarmente orientate alle patologie di natura oncologica.

Per alcuni aspetti il progetto propone l’integrazione di neurofisiologia e neurochirurgia con genomica e meccatronica per la realizzazione di una serie di apparecchiature biomedicali atte ad affrontare patologie dell’encefalo sia con metodologie neuro

I risultati finali pertanto interesseranno tutte le componenti del progetto e in particolare:

a) il nucleo di PMI, sia sul versante della realizzazione di workstations autonome/high throughput biomedicali, di sistemi strumentali diagnostici, di navigatori intraoperatorii evoluti, sia su quello dei kit diagnostici idonei ad essere trattati con le metodologie high throughput ad elevata autonomia;

b) i Centri di ricerca satelliti sul versante delle tecniche diagnostiche biomolecolari ed interventistiche mediche mini invasive.

Un aspetto importante del progetto VIRTUALAB è il coinvolgimento di aziende e enti

in meccatronica che sono particolarmente ricercate nelle tecnologie automatizzate (meccatroniche e robotiche) per la biologia e la medicina. Quindi si ritiene di particolare importanza strategica il valorizzare tali competenze sia per un riposizionamento strategico delle realtà industriali coinvolte nel progetto, sia per proiettare sul promettente scenario delle biotecnologie e della diagnostica medica, in Italia, e all’Estero, innovazioni e prodotti di elevato interesse sociale e rivolti ad un mercato fortemente ricettivo.

chirurgiche mini invasive assistite da realtà virtuale robotizzata sia attraverso larealizzazione di sistemi diagnostici di genomica avanzata per la diagnosi in real time dimetastasi tumorali p.es. a carico della rete linfonodale (testa collo).In queste aree, le tecnologie abilitanti e i ritrovati oggetto del presente progetto, potranno interessare diverse discipline fra loro strettamente correlate e sinergicamente concorrenti al raggiungimento degli obiettivi finali.